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第1章 虚拟现实技术概述 1

1.1虚拟现实技术的基本概念 1

1.1.1虚拟现实的概念 1

1.1.2虚拟现实的原理和本质 2

1.1.3虚拟现实技术与其他技术的关系 3

1.2虚拟现实技术的发展历程 4

1.2.1虚拟现实技术的萌芽阶段 5

1.2.2虚拟现实系统的产生和初步形成 6

1.2.3虚拟现实技术的高速发展和完善 7

1.3虚拟现实技术的特性和系统组成 8

1.3.1虚拟现实技术的特性 8

1.3.2虚拟现实系统的组成 9

1.4虚拟现实技术的分类与应用 10

1.4.1虚拟现实技术的分类 10

1.4.2虚拟现实技术的应用 13

本章小结 21

练习与思考 21

第2章 虚拟现实系统的硬件设备 22

2.1虚拟现实的生成设备 22

2.1.1高性能个人计算机 22

2.1.2图形工作站 22

2.1.3巨型机 24

2.1.4分布式网络计算机 25

2.2虚拟现实交互设备 25

2.2.1视觉显示设备 25

2.2.2听觉感知设备 29

2.2.3虚拟物体操作设备 31

2.2.4运动捕捉设备 35

本章小结 39

练习与思考 40

第3章 虚拟现实的相关技术 41

3.1虚拟现实中的计算机图形学原理 41

3.1.1三维图形绘制原理 41

3.1.2坐标系 42

3.1.3透视投影 44

3.1.4三维裁剪 45

3.1.5三维消隐 45

3.2虚拟现实建模技术 45

3.2.1几何建模技术 46

3.2.2物理建模技术 49

3.2.3运动建模技术 50

3.3实时动态绘制技术 51

3.3.1实时动态绘制技术的基本原理 51

3.3.2实时动态绘制技术简介 51

3.4人机自然交互技术 53

3.4.1手势识别技术 53

3.4.2面部表情识别技术 53

3.4.3眼动跟踪 53

3.4.4触觉、力觉反馈传感技术 54

3.5三维虚拟声音技术 54

3.5.1三维虚拟声音的特征 55

3.5.2语音识别与合成技术 55

本章小结 57

练习与思考 57

第4章 三维建模工具软件3ds Max 58

4.1三维建模工具软件简介 58

4.1.1 3ds Max 58

4.1.2 XSI 59

4.1.3 Maya 59

4.2 3ds Max基础知识 60

4.2.1 3ds Max的工作界面 60

4.2.2对象 64

4.3 3ds Max基本操作 66

4.3.1创建对象 66

4.3.2对象属性 69

4.3.3变换对象 70

4.3.4对象的复制 73

4.3.5常用辅助工具 76

4.4几何体的创建 77

4.4.1标准基本体 77

4.4.2扩展基本体 78

4.4.3创建二维图形 79

4.5修改和编辑模型 81

4.5.1三维几何体的编辑修改器 82

4.5.2二维图形的编辑和修改 89

4.6高级建模 99

4.6.1网格建模 99

4.6.2多边形建模 102

4.6.3面片建模 107

4.6.4 NURBS建模 109

4.7材质和贴图 113

4.7.1材质 113

4.7.2贴图 119

4.8灯光和摄影机 121

4.8.1灯光基础知识 122

4.8.2灯光类型 122

4.8.3灯光的基本参数 124

4.8.4摄影机简介 126

4.8.5摄影机的基本参数 127

4.9 3ds Max模型和OpenGL技术 129

4.9.1 OpenGL技术简介 129

4.9.2 3ds Max模型在OpenGL中的使用 130

本章小结 130

练习与思考 131

第5章 OpenGL程序设计基础 133

5.1 OpenGL基础知识 133

5.1.1 OpenGL简介 133

5.1.2 OpenGL的主要功能 134

5.1.3 OpenGL的函数库 134

5.1.4 OpenGL函数命名规则 135

5.1.5 OpenGL的数据类型 135

5.1.6 OpenGL的工作方式 136

5.1.7 OpenGL是状态机 137

5.2 OpenGL实用工具包 137

5.3简单的OpenGL应用程序 139

5.3.1创建基于控制台的OpenGL应用程序 139

5.3.2创建基于SDK的OpenGL应用程序 141

5.3.3创建基于MFC的OpenGL应用程序 151

本章小结 155

练习与思考 155

第6章 OpenGL图形绘制和变换 156

6.1基本图形绘制 156

6.1.1基本图元描述 156

6.1.2绘制平面图形 158

6.2坐标变换 166

6.2.1坐标变换的基本概念 166

6.2.2视点变换 167

6.2.3模型变换 168

6.2.4投影变换 169

6.2.5视口变换 173

6.2.6矩阵堆栈操作 174

6.2.7综合应用实例 176

本章小结 182

练习与思考 182

第7章 OpenGL三维场景真实感图形显示技术 183

7.1真实感显示技术的基本概念 183

7.2颜色模型 184

7.2.1 RGB模式 184

7.2.2颜色索引模式 186

7.2.3应用实例 187

7.3光照模型与材质 191

7.3.1光照基本知识 191

7.3.2创建光源 192

7.3.3选择光照模型 196

7.3.4材质的定义 197

7.3.5综合应用实例 199

7.4纹理映射 202

7.4.1纹理的定义 202

7.4.2控制纹理滤波 204

7.4.3纹理处理 205

7.4.4多重纹理 206

7.4.5应用实例 207

7.5 OpenGL综合应用实例——粒子系统实现 216

7.5.1粒子系统简介 216

7.5.2基于面向对象程序设计方法的粒子系统构建 217

7.5.3用粒子系统模拟火焰和消防水枪喷射效果 221

本章小结 223

练习与思考 223

第8章 虚拟现实系统综合开发实例 225

8.1虚拟环境中三维模型的实现 225

8.1.1三维模型建造的基本原则 225

8.1.2三维模型建造实例 226

8.2 3ds模型与OpenGL混合编程简介 228

8.2.1 3ds文件格式简介 228

8.2.2导入3ds文件到OpenGL中 229

8.3虚拟现实消防灭火三维场景的构建 243

8.3.1应用实例简述 243

8.3.2场景模型的构建 244

8.3.3初始化场景 250

8.3.4键盘交互实现 251

8.3.5多视口的实现 254

8.3.6主函数的实现 255

本章小结 255

练习与思考 255

参考文献 257